ARTICULOS SOBRE AVANCES TECNOLOGICOS
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Miércoles, 18 de agosto de 2010
Una antena implantableUn prototipo de biosensor de seda podría algún
día alertar a los médicos sobre signos de
enfermedad.
Por Jennifer Chu
Traducido por Francisco Reyes (Opinno)
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Sensor de seda: Un biosensor hecho de seda y oro es
capaz de captar pequeñas señales procedentes de proteínas
y productos químicos en el cuerpo. Los investigadores
modelaron oro sobre una película de seda y lo envolvieron
en forma de cápsula para crear una pequeña antena.
Fuente: Hu "Tiger" Tao
La seda y el oro por lo general son una pareja que
suele verse en las pasarelas de Milán, aunque
ahora se han convertido en los ingredientes
principales de un nuevo tipo de biosensor
implantable. Los investigadores de la Universidad
de Tufts han creado una pequeña antena de seda
líquida y oro micro-modelado. La antena está
diseñada para detectar proteínas específicas y
productos químicos en el cuerpo, y alertar a los
médicos de forma inalámbrica sobre signos de
enfermedad. Los científicos afirman que el
implante podría algún día ayudar a los pacientes
con diabetes a hacer un seguimiento de sus
niveles de glucosa sin necesidad de ponerse a
prueba todos los días.
Según Fiorenzo Omenetto, profesor de ingeniería
biomédica en la Universidad de Tufts, la seda es
una plataforma natural para implantes médicos—
es biocompatible, y aunque es delicada y flexible,
también es más resistente que el Kevlar.
Implantada en el cuerpo, la seda se puede
adaptar a cualquier superficie de tejido, y, a
diferencia de los implantes convencionales a base
de polímeros, podría permanecer en su lugar
durante un largo período de tiempo sin efectos
adversos. Con anterioridad, Omenetto ya había
tomado ventaja de estas propiedades para
moldear seda y crear pequeños chips y mallas
flexibles, emparejando el material con
transistores para hacer un seguimiento de
moléculas, y con electrodos para vigilar la
actividad cerebral.
En la actualidad Omenetto está explorando la
combinación de seda y metamateriales—metales
como el oro, el cobre, y la plata manipulados a
micro y nanoescala para exhibir características
electromagnéticas que no se encuentran
normalmente en la naturaleza. Por ejemplo, los
científicos han creado metamateriales capaces de
actuar como "capas de invisibilidad" mediante la
manipulación de metales para curvar la luz
completamente alrededor de un objeto,
haciéndolo invisible.
Omenetto y su colega Richard Averitt, profesor
asociado de física en la Universidad de Boston,
utilizaron principios similares para crear un
metamaterial sensible no ante la luz visible, sino
más bien a las frecuencias más por debajo del
espectro electromagnético, dentro del rango de
los terahercios. No es coincidencia que las
proteínas, enzimas y sustancias químicas en el
cuerpo sean naturalmente resonantes a las
frecuencias de terahercios, y, según Averitt, cada
agente biológico posea su propia "firma" de
terahercios.
La ciencia de los terahercios es un campo nuevo y
en crecimiento, y varios grupos de investigación
están investigando las firmas de "rayos T" de
proteínas específicas. Una antena de seda y
metamaterial podría algún día recoger estas
señales específicas y después enviar una señal
inalámbrica a un ordenador, para informar sobre
los niveles de componentes químicos y vigilar una
enfermedad.
Para crear el módulo de respuesta de la antena, el
equipo en primer lugar creó una base
biocompatible hirviendo seda y vertiendo la
solución líquida en una película de un centímetro
cuadrado. Después los investigadores rociaron
oro en la película de seda, usando plantillas
pequeñas para crear patrones diferentes a lo
largo de la película. Cada área de la película
responde a una frecuencia de terahercios distinta
dependiendo de la forma del patrón de oro. El
equipo después envolvió la película estampada en
torno a una cápsula para formar una antena.
Para probar su rendimiento, Omenetto y Averitt
sometieron a la antena a radiación de terahercios
y encontraron que la antena era resonante en
frecuencias específicas. Es más, los
investigadores implantaron la antena en varias
capas de tejido muscular de un cerdo, y aún así
detectaron una señal de terahercios.
"Vamos a tratar de detectar más cosas, y quizá
colocaremos la antena junto a algo que nos
gustaría detectar, como por ejemplo la glucosa",
afirma Omenetto. "Vamos a ver si podemos
replicar una prueba de principio, y tratar de
añadir algo de sentido a la resonancia".
Rajesh Naik, experto en ciencias de los materiales
en el Laboratorio de Investigación Air Force de la
Base de la Fuerza Aérea Wright-Patterson, afirma
que la investigación tiene un potencial muy
práctico.
"Las proteínas y otras moléculas pueden ser
atrapadas en las películas de seda, permitiendo
un seguimiento de las reacciones químicas en
vivo", afirma Naik. "Otras estructuras de
resonancia similares pueden ser modeladas en
materiales poliméricos, aunque la seda posee la
ventaja adicional de ser biocompatible".
Jueves, 12 de agosto de 2010
Unas diminutas sondas miden las señales dentro de las célulasUnos transistores de nanocables podrían
conseguir una mejor conexión entre el cuerpo y
los dispositivos electrónicos.
Por Katherine Bourzac
Traducido por Francisco Reyes (Opinno)
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Sonda celular: Este nanocable en forma de V, que se
muestra cerca de un grupo de células, posee un transistor
en la punta. Cuando se inserta en una célula, el transistor
es capaz de enviar y recibir señales eléctricas. La sonda
está conectada a unos contactos eléctricos sobre un
soporte flexible.
Fuente: Science/AAAS
Los investigadores de la Universidad de Harvard
han creado unos transistores biocompatibles a
escala nanométrica que se pueden utilizar para
tomar lecturas eléctricas y químicas de alta
precisión dentro de las células. Las biosondas son
mucho más sensibles que los electrodos pasivos
que hasta ahora se han venido utilizando para
realizar mediciones intracelulares.
El grupo de Harvard, dirigido por el profesor de
química Charles Lieber, en la actualidad está
desarrollando unos componentes bioelectrónicos
más sofisticados que aprovecharán la capacidad
de los transistores para enviar y recibir señales
eléctricas. También están trabajando con un
grupo de ingeniería de tejidos para desarrollar
componentes bioelectrónicos implantables que
puedan lograr una mejor conexión entre el cuerpo
y las prótesis neurales, como por ejemplo las
encargadas de controlar algunos miembros
artificiales. Las sondas, que están basadas en
nanocables de silicio, pueden ser agrupadas en
grandes matrices, por lo que los investigadores
también esperan utilizarlas para obtener
imágenes de redes bioquímicas y eléctricas en los
grandes grupos de células que forman los tejidos.
Estas mediciones son difíciles de llevar a cabo en
la actualidad.
Los electrodos de metal convencionales se han
utilizado para tomar lecturas eléctricas y químicas
en células individuales, pero también resultan
muy intrusivos y no pueden alcanzar un buen
rendimiento eléctrico a menos que sean
relativamente grandes en comparación con las
propias células. Irritan los tejidos, y no pueden
amplificar o procesar las señales. Limitan la
sofisticación de las prótesis neurales, puesto que
no tienen muy buena conexión con el sistema
nervioso a nivel de una sola célula—el nivel al que
el cuerpo procesa la información.
Las sondas celulares de Harvard, descritas hoy en
la revista Science, son nanocables de silicio
tridimensionales, en forma de V, con transistores
en las puntas. Son flexibles y están cubiertas con
dos capas de moléculas de lípidos, al igual que
ocurre con las células. Cuando la punta del
transistor, que es del tamaño de un virus, se
encuentra con una célula, la célula la coloca
dentro. El grupo de Lieber descubrió que las
puntas también se pueden eliminar con suavidad,
sin efectos nocivos para la célula. Han utilizado
las sondas de transistores para tomar medidas
eléctricas en células individuales y están
usándolas para medir la actividad eléctrica en los
grupos de células adyacentes que forman los
tejidos.
"Han demostrado un tipo de detección de señales
intracelulares muy impresionante", afirma Yi Cui,
profesor de ciencia de los materiales e ingeniería
en la Universidad de Stanford y ex miembro del
laboratorio de Lieber. Lo que hace que esto sea
posible, afirma Cui, es la innovadora estructura de
la biosonda. Lieber fabrica millones de nanocables
únicos a la vez utilizando un proceso de cultivo de
tres pasos. Primero cultiva un brazo de la V a
partir de un gas que contiene silicio. Luego crea
una curva en el cable usando una técnica que
desarrolló el año pasado. A continuación, la curva
es tratada químicamente para crear un transistor
y luego se hace que el nanocable empiece a
crecer otra vez. El cable terminado se gira 60
grados en la curva. Los contactos eléctricos sobre
una variedad de sustratos pueden ser conectados
a los brazos de la V, convirtiendo a los nanocables
en sondas electrónicas tridimensionales.
"Se pueden utilizar en experimentos de
electrofisiología para estudiar el sistema nervioso
de forma pormenorizada durante largos períodos
de tiempo, o para los análisis de fármacos
basados en células, especialmente con
medicamentos para el corazón", afirma Lieber.
Los transistores de nanocables de silicio también
han sido utilizados como sensores químicos: su
resistencia cambia de forma medible cuando una
biomolécula como el ARNm o una proteína se une
a una molécula de unión en la superficie. Lieber
está interesado en extender esta capacidad a las
sondas.
Los investigadores de Harvard están colaborando
actualmente con un grupo del MIT para incorporar
las nanosondas en dispositivos médicos,
incluyendo los andamios utilizados para crear
tejidos artificiales. Los circuitos de nanocables
podrían "inervar" un tejido artificial para que
pueda medir y responder a las señales eléctricas
que se propagan a través del corazón o el
cerebro. Estos componentes bioelectrónicos
podrían permitir una mejor comunicación entre el
cerebro y un miembro artificial, por ejemplo.
Miércoles, 11 de agosto, 2010
Una nueva forma de
utilizar la energía solarUn equipo de investigadores ha demostrado un nuevo
mecanismo para convertir la luz y el calor solar en electricidad.
Por Katherine Bourzac
Traducido por Joan Minguet (Opinno)
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Calor brillante: Nicholas Melosh ha desarrollado un
dispositivo para convertir al mismo tiempo la luz y el
calor del sol en electricidad. Melosh modifica y prueba el
dispositivo en esta cámara de vacío de su laboratorio de la
Universidad de Stanford.
Fuente: Technology Review
Un nuevo tipo de dispositivo que utiliza ambos el calor y la luz
del sol debería ser más eficiente que las células solares
convencionales, que sólo convierten la luz en electricidad.
El dispositivo se basa en un principio físico descubierto y
demostrado por unos investigadores de la Universidad de
Stanford. En su prototipo, la energía de la luz solar excita los
electrones de un electrodo, y el calor del sol consigue que los
electrones excitados salten a través del vacío al otro electrodo,
generando así una corriente eléctrica. El dispositivo podría ser
diseñado para enviar el calor residual a una máquina de vapor
y convertir el 50 por ciento de la energía de la luz solar en
electricidad--una gran mejora con respecto a las células solares
convencionales.
Las células solares de silicio más comunes convierten
alrededor del 15 por ciento de la energía de la luz solar en
electricidad. Más de la mitad de la energía solar entrante se
pierde en forma de calor. Esto se debe a que los materiales
activos de las células solares pueden interactuar sólo con una
banda en particular del espectro solar; los fotones por debajo
de un cierto nivel de energía, simplemente calientan la célula.
Una forma de superar esto es apilar los materiales activos uno
encima del otro en una celda multiunión que puede aprovechar
un espectro más amplio de luz, transformándo una mayor
cantidad de ella en corriente eléctrica en vez de calor, con lo
que se llega a rendimientos de hasta el 40 por ciento. Sin
embargo, estas células son complejas y caras de fabricar.
Buscando una mejor forma de aprovechar el calor del
sol, Nicholas Melosh de Stanford se inspiró en los sistemas de
cogeneración de alta eficiencia que utilizan la expansión de los
gases de combustión para mover una turbina y el calor de la
combustión para alimentar una máquina de vapor. Sin
embargo, los convertidores de energía térmica no pueden
combinarse con la instalación de dispositivos solares. Cuanto
más calor hace, más eficientes es la conversión de energía
térmica. Las células solares, en cambio, se vuelven menos
eficaces, ya que se calientan. Cerca de los 100°C, una célula de
silicio no funcionará bien; por encima de 200 ° C, no
funcionará en absoluto.
El punto de inflexión se produjo cuando los investigadores de
Stanford se dieron cuenta de que la luz de la radiación solar
podría mejorar la conversión de la energía en otro tipo de
dispositivo, llamado convertidor de energía termoiónica, que
convencionalmente funciona únicamente por el calor. Los
convertidores termoiónicos constan de dos electrodos
separados por un pequeño espacio. Cuando el electrodo
positivo, o cátodo, se calienta, los electrones del cátodo se
excitan y saltan hacia el electrodo negativo, o ánodo,
conduciendo una corriente a través de un circuito externo.
Estos dispositivos se han utilizado para alimentar los satélites
rusos, pero no se les ha encontrado ninguna aplicación en la
superficie porque deben estar muy calientes, a unos 1.500°C,
para operar eficientemente. El cátodo de estos dispositivos
suele ser de metales como el cesio.
Martes, 03 de agosto, 2010
Fabricando materiales de fuerza arácnidaUnas bacterias genéticamente modificadas
pueden producir suficientes proteínas para
fabricar seda de araña super-fuerte.
Por Katherine Bourzac
Traducido por Joan Minguet (Opinno)
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Seda microbiana: Esta fibra está constituida por
proteínas de seda de araña de alta calidad producidas por
bacterias modificadas genéticamente.
Fuente: Actas de la Academia Nacional de Ciencias
Los investigadores han estado intentando fabricar
seda de araña artificial--un material ligero y más
resistente que el acero que podría tener un
sinnúmero de aplicaciones industriales--desde
hace décadas. En un paso importante hacia esa
meta, los investigadores de la Universidad Tufts
han creado unos microbios mediante ingeniería
genética que producen más cantidad de las
proteínas necesarias para fabricar seda de araña
jamás conseguida.
La seda dragline--el tipo que las arañas usan para
los bordes y los radios de sus telas--es más
resistente y mucho más ligera que el acero. Las
bacterias modificadas pueden producir las
proteínas necesarias para sintetizar esta seda,
que se hila para fabricar fibras. Sin embargo, los
esfuerzos anteriores para hacer seda de araña a
partir de bacterias han sido paralizados por varias
razones. En primer lugar, los investigadores han
tenido una imagen incompleta de la secuencia del
gen de seda dragline. Y en segundo lugar, han
tenido un éxito limitado en la modificación de las
bacterias para producir suficiente cantidad de
proteínas.
David Kaplan, director del departamento de
ingeniería biomédica de la Universidad Tufts, ha
sido pionero en la aplicación de la seda de
gusanos de seda en dispositivos médicos,
dispositivos electrónicos biodegradables,
dispositivos ópticos y adhesivos. Él cree que la
seda de araña, que es más fuerte que la variedad
de los gusanos de seda, podría abrir nuevas
aplicaciones, pero señala: "No se ha explorado
tanto porque no hemos tenido suficiente
material". Las arañas son agresivas y territoriales
por lo que no se pueden criar en granjas como los
gusanos de seda.
Los bioingenieros han tenido un éxito bastante
modesto en conseguir que unos microbios
produzcan proteínas de seda de araña. La gigante
química DuPont intentó sin éxito desarrollar un
producto de seda producida por bacterias en la
década de 1990. Parte del problema es que la
seda de araña está constituida por una proteína
muy grande con una secuencia genética muy
repetitiva, por lo que es difícil de descifrar,
señala Christopher Voigt, profesor de química
farmacéutica de la Universidad de California en
San Francisco.
El año pasado, unos investigadores produjeron la
primera secuencia genética completa de la seda
de araña usando las nuevas tecnologías de
secuenciación. Anteriormente, los investigadores
se verían obligados a usar genes de seda
truncados y las fibras sintetizadas con estos
genes no eran tan fuertes y duras como la seda
natural.
Incluso con la secuencia genética de la seda
dragline completa, la producción de seda artificial
es un reto. Fabricar suficiente proteína requiere
una mayor cantidad de materia prima que la que
las bacterias contienen de forma natural.
Trabajando con investigadores del Instituto
Superior Coreano de Ciencia y Tecnología, con
sede en Daejeon, y de la Universidad Nacional de
Seúl, Kaplan agregó el gen completo de seda a E.
coli y, a continuación, alteró la vía de producción
de proteínas de la bacteria para que fabrique una
cantidad suficiente de los aminoácidos necesarios
para permitir la producción de seda.
Anteriormente, las bacterias manipuladas sólo
habían sido capaces de producir decenas de
miligramos de proteína por litro. Las E. coli de
Kaplan ofrecen un rendimiento de uno a dos
gramos por litro.
Cultivo de órganos y mejora de la curación de heridasUn material elástico y fuerte podría servir de
andamio para el cultivo de órganos, o para hacer
que las heridas sanen más rápidamente.
Por Nidhi Subbaraman
Traducido por Francisco Reyes (Opinno)
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Patrón de proteínas: Esta representación por ordenador
muestra una serie de ondas en unos tejidos creados a partir
de proteínas. Este tipo de tejidos podría usarse como
andamios para el cultivo de órganos.
Fuente: ACS/ Nano Letters
Un nuevo tejido elástico creado a partir de la
unión de las proteínas encontradas en el tejido
muscular podría servir de andamio para el cultivo
de nuevos órganos. También podría ser utilizado
como recubrimiento de vendas para ayudar a
sanar las heridas rápidamente y con menos
cicatrices. El tejido fue fabricado en el laboratorio
de Kevin Kit Parker, profesor de la Escuela de
Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Harvard.
Cuando el cuerpo hace crecer nuevos tejidos, las
células secretan fibronectina—un tipo de proteína
fuerte y elástica que actúa como andamio de
apoyo. La forma y estructura que adopta la
fibronectina dirige el posterior crecimiento de
nuevas células, dando al tejido resultante la
forma correcta.
El equipo de Parker crea el tejido mediante el
depósito de moléculas de fibronectina en la parte
superior de una superficie de polímero repelente
al agua. Esto hace que las proteínas, que
normalmente se encuentran unidas, se desunan.
A continuación, la capa de proteínas se estampa
en una hoja de polímero soluble y con capacidad
para atraer el agua, en la parte superior de una
pieza de vidrio. La adición de agua y el
calentamiento de la mezcla a temperatura
ambiente hace que las proteínas se unan para
formar el tejido. Esto también logra disolver el
polímero para que el tejido se pueda pelar y
recolectar.
El equipo fabricó muestras de material de 10
nanómetros de grosor y unos 2,5 centímetros de
ancho. Los investigadores son capaces de
controlar la arquitectura y las características
mecánicas del tejido mediante el uso de proteínas
diferentes, o cambiando la forma en que están
alineadas.
Diversos grupos de investigación están
desarrollando estrategias para el cultivo de
tejidos de reemplazo en el laboratorio, aunque
existe una gran dificultad a la hora de
proporcionar la dirección correcta para el
crecimiento de nuevas células. Los investigadores
han logrado crear con anterioridad andamios
celulares mediante el volcado de células vivas
cosechadas a partir de hígados y corazones, así
como mediante la creación de esqueletos
celulares a partir de polímeros.
Gracias a la construcción del nuevo andamiaje a
partir de la proteína, el equipo de Parker es capaz
de programar las señales de dirección en la
arquitectura del andamio, y así dirigir el
crecimiento de las células en la dirección
deseada. El uso de proteínas naturales en lugar
de polímeros sintéticos u órganos
descelularizados disminuye la probabilidad de que
el nuevo tejido sea rechazado una vez
implantado.
Viernes, 13 de agosto de 2010
La ciencia de un afeitado brillanteUna compañía alemana espera que un material
de diamante sintético, creado a nanoescala, se
convierta en el mejor amigo de las máquinas de
afeitar.
Por Cyrus Farivar
Traducido por Francisco Reyes (Opinno)
Durante los últimos meses, Andre Flöter se ha
afeitado usando una hoja de afeitar con una
punta de diamante.
No se trata de un nuevo rico alardeando de una
nueva ostentación. Se trata del fundador de GFD,
una empresa alemana que durante los últimos
siete años ha estado vendiendo hojas de afeitar
recubiertas con diamante sintético, utilizadas
para fines industriales—como por ejemplo bisturís
e instrumentos médicos para cortar láminas de
plástico. En la actualidad, Flöter tiene la intención
de utilizar la excepcional dureza del diamante
para entrar en el mercado multimillonario de las
hojas de afeitar para consumidores.
Sentado en un café en Mannheim, Alemania, un
par de horas al norte de su oficina en Ulm (lugar
de nacimiento de Albert Einstein), Flöter saca una
cuchilla con mango de plástico parecida a las que
tenemos en casa. Sin embargo, esta posee un
prototipo de cuchilla con punta de diamante
creado por GFD.
Demuestra en su propio pelo del brazo cómo
logra cortar de forma tan suave como las cuchillas
de afeitar normales. Me la pasa a mí, para que
pueda probarla, y la sensación es igual a la de mi
cuchilla normal. Sin embargo existe una
diferencia importante, afirma Flöter, y es que la
hoja con punta de diamante debería durar varios
años en lugar de unas pocas semanas.
El cuerpo de la cuchilla es de carburo de
tungsteno, un compuesto metálico denso, y se
parece a una hoja de afeitar comercial típica,
excepto en que es un poco más pesada y posee
un color metálico más oscuro. El recubrimiento de
diamante sintético—carbono manipulado a escala
nanométrica—en la punta no hace que tenga un
aspecto brillante en absoluto.
Flöter no revela los detalles sobre cómo GFD logra
crear una capa de diamante sintético. Pero sí da
más explicaciones sobre cómo las hojas de la
compañía, una vez fabricadas, son afiladas. Los
ingenieros toman docenas de hojas y las colocan
en posición vertical en una cámara de vacío.
Después golpean las hojas con iones de oxígeno o
de gas de cloro que se ha sido previamente
excitado para alcanzar un estado de plasma con
un campo eléctrico. El proceso es similar al de
usar papel de lija de grano extremadamente fino
como afilador.
La hoja resultante tiene un "radio de curvatura"—
el diminuto borde de la hoja, que en realidad es
redondeado a nivel microscópico—de
aproximadamente 50 nanómetros. Eso supone
aproximadamente un grado de afilado 10 veces
mayor en comparación con las cuchillas que GFD
vende para el corte de láminas de plástico. Flöter
me da la cuchilla de nuevo: No sólo corta cuando
la presiono contra mi piel, como lo haría en un
afeitado normal, sino que incluso al pasar por las
puntas del vello de los brazos, la hoja corta sin
dificultades.
Sin duda, unas hojas hechas de este modo harían
que las maquinillas de afeitar fueran mucho más
caras. Sin embargo, y debido a que podrían durar
mucho más tiempo que una cuchilla de afeitar
desechable barata, las hojas podrían ser rentables
a largo plazo, tal vez amortizando su precio en
aproximadamente un año, según espera GFD. En
primer lugar, sin embargo, Flöter necesita un
fabricante de cuchillas con el que asociar su
compañía de siete empleados. Si todo va bien,
sus hojas podrían llegar al mercado dentro de dos
o tres años, afirma.
No sería la primera vez que unas cuchillas de
diamante se comercializan; Schick solía vender
una maquinilla de afeitar llamada FX Diamond.
Sin embargo no costaba mucho más que las hojas
estándar; Flöter señala que Schick no produjo una
hoja considerablemente más fuerte o de larga
duración, porque no utilizó un recubrimiento de
diamante puro y no lo afiló de la forma en que
GFD lo hace. Una portavoz de Schick se negó a
comentar sobre la tecnología de GFD.
Tecnología afilada: Estas fotografías muestran las etapas
en que GFD, una empresa alemana, toma una hoja de
carburo, añade una capa de diamantes nanocristalinos, y la
afila con iones.
Fuente: Gesellschaft fuer Diamantprodukte mbH
Desde el labotaorio: MaterialesNuevas publicaciones, experimentos y avances
dentro de las tecnologías de la información--y su
significado
Por TR Editors
Traducido por Joan Minguet (Opinno)
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Sobrecargados: Los electrodos de nanotubos como el que
se muestra aquí colocados en sección transversal podría
impulsar la potencia de las baterías.
Fuente: Seung Woo Lee, Shuo Chen, Paula Hammond,
and Yang Shao-Horn
Unas baterías mejores
Unos electrodos de nanotubos generan más
energía
Fuente: “Baterías de litio de alta potencia a
partir de electrodos funcionarizados de nanotubos
de carbono”
Yang Shao-Horn et al.
Nature Nanotechnology 5: 531-537
Resultados: Una batería iones de litio con un
electrodo positivo compuesto de nanotubos de
carbono proporciona 10 veces más potencia que
una batería convencional y puede almacenar
cinco veces más energía que un ultracondensador
de capacidad convencional.
Importancia: Los investigadores han estado
tratando de fabricar electrodos de baterías de
nanotubos de carbono porque presentan una alta
conductividad y una gran área de superficie, dos
características que son importantes para la
densidad de potencia y la capacidad de
almacenamiento. Las baterías de iones de litio
con electrodos de nanotubos podrían ampliar el
alcance de los vehículos eléctricos y permitir que
los dispositivos electrónicos, incluyendo los
teléfonos de tipo smartphone, funcionen más
tiempo sin necesidad de recargarlos.
Metodología: los científicos del MIT fabricaron
películas de nanotubos densas y porosas por
inmersión de una placa de vidrio alternativamente
en soluciones de nanotubos cargados positiva y
negativamente. Las películas fueron luego
sometidos a un tratamiento térmico e
incorporadas a una batería de iones de litio con
un electrodo y electrolito negativos
convencionales. Cuando se hizo pasar la corriente
a través de la batería, los iones de litio
reaccionaron con el oxígeno en la superficie de
los nanotubos. La estructura porosa de los
electrodos mejora la densidad de energía,
proporcionando un gran número de
emplazamientos de reacción para los iones de
litio, así como una vía fácil de entrada y salida del
electrodo.
Siguientes pasos: Los investigadores están
desarrollando una nueva técnica para rociar las
soluciones de nanotubos sobre la placa de vidrio,
lo que debería acelerar el proceso de elaboración
de las películas de unos días a pocas horas. Han
licenciado la tecnología a una empresa de
baterías no revelada.
Viernes, 06 de agosto, 2010
Pantallas en un rolloEl gigante de la industria de los semiconductores,
Applied Materials, está intentando sacar adelante
las pantallas flexibles de alto rendimiento.
Por Katherine Bourzac
Traducido por Joan Minguet (Opinno)
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Impresora de plástico: Esta impresora de rollo a rollo
puede fabricar circuitos sencillos en hojas de plástico para
dispositivos como los RFID. Actualmente, Applied
Materials está desarrollando una impresora de rollo a rollo
para fabricar pantallas flexibles.
Fuente: Applied Materials
Las pantallas fabricadas con plástico en vez de
cristal serían el sueño de los amantes de los
gadgets: serían resistentes y ligeras y tendrían
que ser de bajo coste para fabricarlas en sistemas
rollo a rollo similares a los utilizados para el papel
de prensa. Sin embargo, para desarrollar
prototipos de ordenadores tipo tablet y otros
dispositivos flexibles con pantallas de plástico, los
fabricantes de dispositivos han tenido que
desarrollar un equipamiento especial. Eso podría
retrasar la llegada de las pantallas flexibles al
mercado y mantener sus altos precios.
Applied Materials está tratando de resolver este
problema--y conseguir un punto de apoyo en un
mercado potencialmente enorme--mediante la
estandarización de los equipos de fabricación de
pantallas flexibles. La empresa, fabricante
dominante en el mundo de equipamiento para la
fabricación de chips de ordenador y pantallas de
cristal líquido, está desarrollando un proceso que
podría imprimir paneles de transistores flexibles
que funcionen tan bien como los de sustratos
rígidos. Eso sería necesario para que las pantallas
flexibles sean viables.
Los dispositivos electrónicos flexibles y
resistentes con pantallas de plástico son
propensos a atraer a los consumidores. Nick
Colaneri, director del Centro de Pantallas Flexibles
de la Universidad del Estado de Arizona, señala
que los dispositivos como el iPad podrían ser más
grandes, y asumir nuevas funciones, si pudieran
desprenderse de sus frágiles pantallas de cristal.
Sin embargo, también hay un interés para los
fabricantes. Las pantallas flexibles podrían costar
mucho menos de fabricar. Pueden ser fabricadas
en máquinas de rollo a rollo que funcionan de
manera continua a altos volúmenes, lo que es
más eficiente que los métodos por lotes utilizados
en la electrónica convencional.
Actualmente, las empresas que trabajan en
prototipos de pantallas flexibles ya disponen de
su propio equipamiento de producción. Hewlett-
Packard, por ejemplo, ha hecho esto en su trabajo
con Phicot, una spin-out de la empresa
solar Powerfilm, con sede en Ames, Iowa, para
desarrollar pantallas electrónicas flexibles de alto
rendimiento fabricadas en plástico. "De alguna
manera en esta industria, la gente va a tener que
tener un conjunto común de herramientas", indica
Carl Taussig, director del Laboratorio de
Superficies de Información de los laboratorios HP
en Palo Alto, California.
Uno de los retos para fabricar pantallas flexibles
es que requieren circuitos flexibles. Aunque ya
hay algunos circuitos flexibles en el mercado, por
ejemplo, dentro de las etiquetas RFID, éstos no
son tan sofisticados ni tan rápidos como las
matrices de transistores que orquestan los píxeles
de una pantalla. La fabricación de una matriz de
transistores de este tipo requiere de un proceso
llamado deposición de vapor químico que es difícil
de llevar a cabo en rollos de plástico o metal. Se
pueden producir discordancias entre las
propiedades mecánicas y térmicas del plástico y
las de los materiales activos, tales como el silicio
amorfo. Varias empresas como PowerFilm han
abordado este reto de crear células flexibles
utilizadas para captar la energía solar, pero la
fabricación de circuitos flexibles de una pantalla
es más difícil, en parte porque los circuitos tienen
detalles de a escala nano de múltiples capas.
Las empresas han estado tratando de sortear
estas dificultades mediante el uso de diferentes
substratos, materiales activos, y métodos de
grabado. Eso significa que esta tecnología está
lejos de la coalescencia en torno a un método
estándar de producción de microprocesadores de
la forma en que--ya sean fabricados por Intel o
por AMD, todos los procesadores son fabricados
en obleas de silicio de un tamaño estándar. Para
las pantallas flexibles, Applied Materials está
desarrollando una máquina que realiza la
deposición de vapor químico sobre una gama de
sustratos, desde películas de acero inoxidable
hasta los plásticos utilizados por Hewlett-Packard
y Phicot. El líder de investigación en este
proyecto, Neil Morrison, afirma que esta
herramienta puede producir conjuntos de
transistores que son "lo suficientemente buenos
para un lector de libros electrónicos". La empresa
está poniendo a prueba su máquina de rollo a
rollo con varios clientes que no quiere revelar, y
ha comentado que espera empezar a vender el
equipamiento a los fabricantes en un período de
tres a cinco años.
¿TECNOLOGÍA REPARABLE?Diciembre 28th, 2008 · 4 Comments · 02. CTS, 04.
Tecnología y sociedad, 12. TIC, 28. Uso y
consumo, Noticias, Proyectos y Talleres
Esta noticia aporta un tema muy interesante para
abrir un debate en la clase de Tecnología sobre la
basura tecnológica y el impacto de esta sobre el
medio ambiente. Se puede debatir si esta
situación obedece a un plan premeditado de los
fabricantes de equipos tecnológicos para
dinamizar la venta de sus productos o es una
característica intrínseca de estos dispositivos.
También se puede solicitar a los estudiantes que
establezcan sus propias políticas personales de
consumo de aparatos tecnológicos, que aplicarán
a lo largo de su vida como consumidores
responsables. Estas políticas pueden incluir
decisiones tales como elegir únicamente
productos elaborados con materiales que no
provengan de ecosistemas en peligro; comprar
artículos diseñados para evitar la contaminación
y la generación de residuos; preferir productos
elaborados con materiales reciclados; elegir
marcas con procesos de fabricación que
optimicen la vida útil del producto, preferir
equipos tecnológicos que se puedan actualizar y
reparar fácilmente, etc.
Los equipos tecnológicos se fabrican para no
ser reparados, dice estudio
Un estudio
llevado a cabo por organización “Proyecto
Pew sobre Internet y la Vida en Estados Unidos”,
descubrió que el 15 por ciento de las personas a
las que se les descompuso algún aparato durante
el año previo al estudio, nunca pudieron
repararlo. Los fabricantes de aparatos
tecnológicos novedosos se afanan publicitando
todo lo que pueden hacer sus dispositivos, pero
olvidan mencionar que cuando se descomponen,
no se pueden arreglar.
El porcentaje es aún mayor para ciertos
productos. Cerca de una cuarta parte de los
usuarios de teléfono celular dijeron que nunca
pudieron arreglar su aparato. Entre quienes
lograron resolver algún problema, lo hicieron en
su mayor parte por ellos mismos o mediante la
ayuda de vecinos o amigos, no con el servicio a
clientes de las empresas involucradas.
Que “el que el 15 por ciento de los usuarios
de tecnología este haciendo las cosas por
ellos mismos nos resultó sorprendente”, dijo
John Horrigan, autor del estudio. Estamos
hablando de que casi uno de cada cuatro
usuarios de celulares y casi de uno de cada cinco
usuarios de computadoras está diciendo: “Ya no
puedo soportar esto, se acabó”, lo soluciono yo
mismo.
La investigación contempló computadoras,
servicios de Internet, reproductores de música,
teléfonos celulares y los ‘hermanos caros” de
éstos, los llamados teléfonos inteligentes. Aunque
los resultados no permiten decidir cuál es el
estado del servicio de atención al cliente en la
era digital, los analistas dicen que las cifras
señalan una creciente complejidad de la
tecnología.
Zachary McGeary, analista de la firma Jupiter
Research, señaló que los aparatos electrónicos
forman ahora un ”ecosistema de aparatos cada
vez más integrado”. En otras palabras, ya no
basta que teléfonos celulares y computadoras
funcionen, sino que deben de poder hacerlo entre
sí e intercambiar información, como videos e
imágenes.
Dado que el proporcionar apoyo técnico es ahora
más complicado, las empresas están recurriendo
ahora a las comunidades en línea en busca de
ayuda, aprovechando la experiencia de clientes
con conocimientos de tecnología que disfrutan
intercambiar información en Internet.
LOS 10 AVANCES DEL FUTURO, SEGÚN LA REVISTA ‘TECHNOLOGY REVIEW’Julio 25th, 2010 · No Comments · 03. Tecnologías
emergentes
La revista ‘Technology Review’, especializada en
el ámbito tecnológico y científico, realiza cada
año un listado de las diez tecnologías
emergentes más importantes del momento y que
se espera tengan un impacto fuerte en el tipo de
productos y servicios que saldrán al mercado.
La selección la realiza el equipo directivo de la
publicación quien, para la decisión, se plantea la
pregunta: ¿esta tecnología cambiará el mundo y
cuál podría ser su incidencia en múltiples
aspectos? Algunas de las tendencias que destaca
Technology Review tienen que ver con asuntos
que impactan a la gran mayoría, como mejores
biocombustibles, celdas solares más eficientes y
el concreto ecológico.
Otros adelantos están relacionados con la forma
en la que la gente utiliza la tecnología, con
pantallas 3D para dispositivos móviles,
aplicaciones para consultar información en
Internet y la llamada televisión social.
A continuación un vistazo a estos diez avances
que es muy probable que sean noticia
próximamente.
1- IMÁGENES DE 2D A 3D SIN GAFAS
Julien Flack, de la compañía Dynamyx Digital
Depth, ha trabajado por más de una década en un
software que convierte las imágenes en dos
dimensiones para que se puedan visualizar en
tres dimensiones. Esto, según Flack, evitaría el
uso de gafas especiales que son las que le
permiten a los ojos recibir las diferentes señales
para que el cerebro las procese y se vea en 3D.
La tecnología, que incluso podría utilizarse en los
televisores 3D que se venden en la actualidad,
está diseñada para que tenga mayor impacto en
dispositivos móviles como consolas de
videojuegos, reproductores multimedia y
teléfonos celulares como el Samsung W960, que
ya se lanzó en Corea del Sur.
2- IMPLANTES TECNOLÓGICOS
Tal parece que de los laboratorios del ingeniero
biomédico Fiorenzo Omenetto vendrá una nueva
generación de dispositivos electrónicos que se
podrán implantar en el cuerpo sin que esto
genere alguna reacción adversa. De esta manera,
los aparatos podrían monitorear signos vitales,
hacer análisis de sangre y proveer información
importante de la persona para que médicos
especialistas la utilicen.
La clave del éxito de los implantes creados por
Omenetto es que son de seda, material que
sometido a ciertos procesos se convierte en
biocompatible.
3- BÚSQUEDAS EN TIEMPO REAL
La pregunta que muchos se hacen con la
cantidad de información que se genera a través
de las redes sociales como Twitter y Facebook es
de qué manera se puede rastrear dicho contenido
para que las personas puedan consultarlo en
cualquier instante y, lo más importante, justo en
el momento en el que se genera.
El gigante de Internet Google cuenta con un
grupo de trabajo que pretende hallar la forma de
incorporar nuevos datos a los resultados de
búsqueda en tiempo real. Esto generaría una
nueva manera de consultar información y de
aprovechar el potencial que tiene la Red.
4- CÉLULAS MADRE RENOVADAS PARA
CURAR ENFERMEDADES
James Thomsons, de la empresa Cellular
Dynamics, espera que con el nuevo tipo de
células madre creado por su compañía mejore el
tratamiento de algunas enfermedades y cambie la
forma en la que se desarrollan y prueban
medicamentos.
Con ellas, los científicos pueden crear células
madre de células adultas pertenecientes a
personas con ciertas enfermedades, como
diabetes, y hacer que estas identifiquen las
células que han sido dañadas por la enfermedad.
Así los investigadores tienen la capacidad de ver
el problema y rastrear el proceso molecular que
lo ha generado.
5- ANTICUERPOS DE DOBLE ACCIÓN
La compañía Genentech creó dos anticuerpos,
Herceptin y Avastin, que han sido exitosos en la
lucha contra el cáncer. El primero de ellos
bloquea uno de los componentes que acelera un
20 por ciento el desarrollo de tumores en el seno.
Según la empresa estadounidense, con estos
anticuerpos que utilizan una tecnología llamada
de doble acción, se podría resolver el gran
problema asociado a las medicinas de la
quimioterapia: que las células cancerígenas se
vuelvan resistentes y muten para evitar las
acciones de los medicamentos.
6- CONCRETO ECOLÓGICO
Producir una tonelada métrica de cemento para
concreto genera entre 650 y 920 kilogramos de
dióxido de carbono; así mismo, se calcula que las
2.800 toneladas métricas de cemento que se
produjeron en el 2009 en todo el mundo
aportaron el 5 por ciento de todas las emisiones
de dióxido de carbono.
Para solucionarlo, el científico Mikolaos
Vlasopoulos de la empresa inglesa Novacem,
tiene en sus manos la receta para eliminar esas
emisiones, con un cemento que absorbe más
dióxido de carbono cuando se está fabricando,
hasta un máximo de 100 kilogramos por
tonelada.
7- ENERGÍA SOLAR
Joule Biotechnologies diseñó un nuevo sistema
que convierte el dióxido de carbono en
combustible. La empresa creó microorganismos
fotosintéticos que utilizan la energía solar para
convertir de manera eficiente el dióxido de
carbono en etanol o diésel.
Las pruebas de Noubar Afeyan, fundador de la
compañía, estiman que el proceso puede lograr
cien veces más combustible por hectárea que el
que se obtiene con el maíz para producir etanol.
8- CELDAS SOLARES EFICIENTES
La física Kylie Catchpole ideó un nuevo tipo de
celdas solares delgadas que hacen más eficiente
la captura de la energía del sol. El resultado son
láminas delgadas basadas en la energía
fotovoltaica, que convierte entre el 8 y el 12 por
ciento de la luz solar que reciben en electricidad.
9- A APROVECHAR LA INFORMACIÓN EN
LA RED
Aunque muchas compañías están promoviendo
que la gente almacene la información en Internet
en lugar de su computador, la gran falla que se
ha visto es la ausencia de aplicaciones que
permitan aprovechar dichos servicios.
En los próximos meses es posible que comiencen
a aparecer programas que les permitan a
empresas e individuos sacar más provecho del
contenido que guardan en la Red.
10- TELEVISIÓN SOCIAL
El objetivo de Marie-José Montpetit, científica
invitada del laboratorio de investigaciones del
MIT, es hacer que la experiencia de ver televisión
sea diferente para los usuarios y que estos
puedan compartir ideas y discutir sobre sus
gustos, algo que orientaría a otros sobre
programas interesantes para apreciar.
Según Montpetit, esto ayudaría a las cadenas de
TV y a las productoras a crear audiencias más
fieles, a la vez que les permitiría proveer
contenidos personalizados de acuerdo con las
preferencias de cada usuario.
JUEGO LIMPIO CON GPSMarzo 13th, 2010 · No Comments · 03. Ciencias
Sociales, 03. Tecnologías
emergentes,Noticias, Proyectos y Talleres
Las polémicas futbolísticas sobre jugadas y
penaltis podrían tener sus días contados gracias
al nuevo balón de fútbol CTRUS, con GPS
incorporado. Diseñado por la empresa Agent,
este “balón inteligente” y transparente cuenta
con una iluminación interna de color verde o
amarillo que cambia a color rosa cuando entra en
la portería o sale del terreno de juego. En el
interior incluye una combinación de GPS
(Sistema de Posicionamiento Global) y RFID
(Identificación por Radiofrecuencia) que informa
de su posición exacta en cada momento. Por lo
demás, CTRUS responde a las patadas y rebotes
de la misma forma que los balones de fútbol
convencionales.
http://www.youtube.com/watch?
v=3qJW3gcMbbw
http://www.youtube.com/watch?v=vKlzfwm4olQ
Por si esto fuera poco, el nuevo balón
proporciona datos interesantes para la audiiencia
de los locutores de radio y televisión, como la
fuerza del golpe y la velocidad del movimiento,
que son enviadas en tiempo real a una torre de
control.
Aunque la FIFA aún debe decidir si permitirá su
uso, los responsables de Agent auguran que con
este invento se garantizará el juego limpio y se
evitarán los polémicos errores arbitrales.
TALLER:
¿Qué es un GPS?
¿Cómo Funciona un GPS?
¿Qué es RFID?
¿Cómo funciona un RFID?
¿Proponga 5 problemas de la vida
cotidiana se pueden resolver utilizando un
GPS?
RECARGA DE AUTOS ELÉCTRICOS EN CARRETERANoviembre 21st, 2009 · 2 Comments · 03. Tecnologías
emergentes, 07. Enenrgía y Electricidad, 11. Transporte
María García de la Fuente, MADRI+D,
Noviembre 5, 2009.
¿Usted compraría un automóvil sólo para
desplazarse dentro de la ciudad? En caso de
respuesta afirmativa, puede optar por un auto
eléctrico, que ahorra dinero y contamina menos.
Sin embargo, si lo que se busca es un coche para
ciudad y carretera, un eléctrico lo puede dejar
tirado en la carretera, ya que a corto y medio
plazo las estaciones de servicio españolas no
plantean incorporar postes de recarga de
baterías.
Los vehículos eléctricos se enfrentan a dos retos
para convertirse en una alternativa real a los
modelos propulsados con combustibles fósiles:
mayor autonomía (la media actual de recorrido es
de 100 kilómetros) y que cuenten con puntos de
recarga tan extendidos como las gasolineras en
la actualidad.
El Ministerio de Industria de España lanzó su
programa MOVELE para incorporar 2.000
vehículos eléctricos antes del 31 de diciembre de
2010 en entornos urbanos e instalar 546 puntos
de recarga. Barcelona, Sevilla y Madrid serán las
ciudades piloto, pero los coches se quedarán allí,
en las urbes, ya que aunque quisieran ir más
lejos hay modelos que pueden recorrer 300
kilómetros e incluso 700 no tendrían dónde
repostar por el camino. Y eso que los nuevos
prototipos de postes de recarga rápida permiten
llenar la batería en 15 minutos, el tiempo que se
tarda en tomar un café en la gasolinera.
Las principales estaciones de servicio en España
están dando los primeros y tímidos pasos para
determinar si incorporan enchufes y puntos de
recambio de baterías en sus instalaciones, y el
único proyecto de demostración redactado en la
actualidad es el que se prevé para la nueva
estación de Repsol en la calle Méndez Álvaro de
Madrid. El proyecto, que “se realizará en
colaboración con empresas eléctricas y del sector
del automóvil”, pretende “instalar en el
aparcamiento postes de repostaje para la recarga
de baterías de coches eléctricos e híbridos
enchufables”, explicaron fuentes de la compañía.
Además, Repsol firmó la semana pasada un
acuerdo con el Gobierno vasco para crear una
red de recarga de coches eléctricos en esa
comunidad, aunque la compañía no concretó
lugares ni plazos. El convenio firmado entre el
Gobierno vasco y Repsol prevé instalar a partir
de 2011 una red de recarga en las estaciones de
servicio de Petronor, lo que “permitirá la
movilidad de los vehículos eléctricos dentro del
País Vasco”. Pero, ¿y si un sevillano quiere viajar
al País Vasco en su coche eléctrico, o un
barcelonés a Madrid?
Por su parte, Cepsa lo “contempla y estudia”,
aunque lo de colocar enchufes es algo
“prematuro”, indicó la compañía.
Barcelona y Sevilla instalarán sus puntos de
recarga en aparcamientos públicos subterráneos
o cubiertos en el centro de la ciudad y vinculados
a actividades comerciales, laborales,
administrativas y de ocio, y en postes situados en
la vía pública y en aparcamientos de la flota
municipal. Sin embargo, ninguno estará en las
gasolineras.